透射电镜样品制备

　　透射电镜是一种高分辨率、高放大倍数的显微镜，是材料科学研究的重要手段，能提供极微细材料的组织结构、晶体结构和化学成分等方面的信息。透射电镜的分辨率为0.1～0.2nm，放大倍数为几万～几十万倍。

透射电镜样品制备要求

　　透射电镜制样原则：

　　①简单。

　　②不破坏样品表面，如：避免磨样过程中产生的位错及离子减薄过程中产生的非晶现象等。

　　③尽可能获得大的薄区。

　　透射电镜样品要求：

　　①对电子束透明(电子束穿透固体样品的厚度主要取决于：加速电压和样品原子序数)。

　　②固体、干燥、无油、无磁性。

透射电镜粉末样品的制备方法

　　1、研磨法

　　将(研磨后的)粉末放在去离子水或无水乙醇溶液里，用超声波分散器将需要观察的粉末分散成悬浮液。用滴管滴几滴在覆盖有支持膜的透射电镜载网上，待其干燥(或用滤纸吸干)后，即成为透射电镜观察用的粉末样品。

　　载网种类：

　　方华支持膜：方华支持膜的化学成分是聚乙烯醇缩甲醛，由于是纯的有机膜，所以膜的弹性好，厚度通常为10nm左右，透射电镜观察时背底影响小。但方华膜因导电性不好，在电子束照射下，易因高温或电荷积累，产生样品漂移甚至膜破损，通常在100kV透射电镜和生物样品中使用较多。

　　碳支持膜：是一种Z常用的支持膜，有两层膜结构。从下至上依次为裸网、方华膜和碳膜，由于碳层具有较强的导电性和导热性，弥补了无碳方华膜的荷电效应以及热效应，增强了膜整体的稳定性，适合大多数纳米材料和生物样品的一般形貌观察用于常规样品制样。

　　微栅：在膜上制作出微孔，以便使样品搭载在微孔边缘，使样品“无膜”观察，提高图象衬度。观察管状、棒状、纳米团聚物效果好，特别是观察这些样品的高分辨像及mapping时更是Z佳选择。

　　超薄碳膜：在微栅的基础上叠加了一层很薄的碳膜，一般为3-5纳米。这层超薄碳膜的目的是用超薄碳膜把微孔堵住。主要针对粒度较小的纳米材料。如10纳米以下分散性很好的纳米材料，如果用微栅可能从微孔中漏出，如果在微栅孔边缘，由于膜厚可能会影响观察。所以用超薄碳膜就会得到很好的效果。

　　纯碳膜：当样品所用的有机溶剂(氯仿、甲苯等)能够溶解方华膜时，载网膜中就要去除方华膜，只剩碳膜，称为纯碳膜，碳膜的厚度通常为20nm左右，在高分辨观察时背底的影响也比较明显。

　　双联载网支持膜：将两片载网膜连在一起，负载样品后，将样品夹住，形成三明治的结构，加强了对样品的固定，比如应用于磁性材料可避免其吸附到透射电镜的极靴上。

　　载网膜的选择：

　　由上述介绍的载网膜的结构及特点，可根据样品的特征选择合适的载网膜：

　　①用能谱分析铜元素时，不能选用铜载网，要选用镍、钼等其他材质的载网膜，同理分析碳元素时，要用氮化硅膜。

　　②在做高分子、生物样品切片后需要染色时要用裸网或微栅，因为染色剂通常会染方华膜。

　　③在负载一些二维方向尺度较大的薄膜样品时，比如大面积的石墨烯膜、有机膜，如果用碳支持膜背底影响较大用微栅膜在低倍观察时有微栅孔的结构，因此可选用目数较高的裸网，如1000目、2000目的铜裸网。

　　2、树脂包埋法

　　理想的包埋剂应具有：高强度，高温稳定性，与多种溶剂和化学药品不起反应。目前常用国产环氧树脂618、Epon812环氧树脂、及低黏度包埋Spurr。

　　包埋剂配制及使用过程中的注意事项：

　　①所有容器及玻璃棒等应是清洁和干燥的;

　　②配制过程中应搅拌均匀，使用过程中应避免异物，特别是水、乙醇、丙酮等混入包埋剂;

　　③配制好的包埋剂应密封保存，避免受潮。剩余包埋剂可密封并储存在-10~-20℃冰箱中，延长其使用期。

　　包埋方法：

　　将待观察的透射电镜样品块放入灌满包埋剂的适当模具(如胶囊)中，恒温箱内加温固化，Spurr70℃烤箱内8h即可固化，国产树脂618、Epon812环氧树脂需37℃过夜，经45℃12h、60℃24h可固化。将包埋固化后的样品取出，用超薄切片机切片后，分散于载网上，即可制得透射观察所需要的样品。

透射电镜块体样品的制备方法

　　1、离子减薄

　　特点：不受材料电性能的影响，即不管材料是否导电，金属或非金属或者二者混合物，不管材料结构多复杂均可用此方法制备薄膜。

　　①样品裁剪：将透射电镜样品冲压成直径3mm的圆片。

　　②研磨抛光：将透射电镜样品圆片用手动研磨盘手动研磨至厚度低于80微米的圆片。

　　③凹坑：凹坑仪单面凹坑至圆片ZX厚度为10-30微米。

　　④离子减薄：设置好离子枪角度、减薄时间、加速电压将样品减薄至出现足够薄区。

　　2、电解双喷

　　特点：受材料电性能的影响，只能用于金属样品，并且耗时短成本低。

　　①样品裁剪：将透射电镜样品冲压成直径3mm的圆片。

　　②研磨抛光：将透射电镜样品圆片用手动研磨盘手动研磨至厚度低于100微米的圆片。

　　③凹坑：凹坑仪单面凹坑至圆片ZX厚度为10-30微米。

　　④电解双喷：设置好电解液、电压、温度将样品减薄至出现足够薄区。